扩频技术在CDMA中的应用

值得注意的是，扩频不是一种调制方式，不应该同其他类型的调制相混淆。例如，我们能够利用扩频技术发射一个经过FSK或BPSK调制的信号。从编码基本理论来看，扩频也能作为实现多址通信的一种方法(多个通信链路同时共存于同一个物理媒介)。迄今为止，主要有三种方式。

FDMA—频分多址

FDMA给每个通信信道分配一个特定的载波频率，用户数受频谱的频段数限制(图8)。在三种多址实现方法中，FDMA的频带利用率最低。典型应用包括无线广播、TV、AMPS和TETRAPOLE。

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TDMA中，不同用户之间的通信基于分配的时隙(图9)。这样，在一个载波频率上可以建立不同的通信信道。TDMA被应用于GSM、DECT、TETRA和IS-136。

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CDMA的空间接入取决于扩频因子或码(图10)。从某种角度上讲，扩频是CDMA的一种方式。发射端和接收端需要预先知道定义好的扩频码。典型应用包括IS-95 (DS)、IS-98、蓝牙技术和WLAN。

%e5%9b%be10-cdma%e7%b3%bb%e7%bb%9f%e9%87%87%e7%94%a8%e4%b8%8d%e5%90%8c%e7%9a%84%e6%89%a9%e9%a2%91%e5%9b%a0%e5%ad%90%e6%88%96%e7%a0%81%e4%bd%bf%e7%94%a8%e7%9b%b8%e5%90%8c%e7%9a%84%e9%a2%91%e5%b8%a6实际应用中可以综合利用上述多址方式。例如，GSM组合了TDMA和FDMA，利用不同的载波频率定义了拓扑区域(蜂窝)，并在每一个蜂窝设置时隙。

扩频和编解码因子
扩频的主要特点就是发射机和接收机必须预先知道一个预置的扩频码或扩频因子。在现代通信中，扩频码必须足够长，尽量接近类似于噪声的随机数序列。但是，在任何情况下，他们必须保持可恢复性。否则，接收机将不能提取发射信息。因此，这序列是近似随机的。扩频码通常称为伪随机码(PRN)或伪随机序列。通常采用反馈型移位寄存器产生伪随机码。

图11给出了一个伪随机码的示例。移位寄存器包含8个数据触发器(FF)，移位寄存器中的内容在时钟上升沿逐位左移。移入FF1的数据取决于FF8和FF7的反馈信息。伪随机码PRN从FF8读出。触发器的内容在每个序列的开始处被复位。

%e5%9b%be11-%e7%ae%80%e6%98%93prn%e5%8f%91%e7%94%9f%e5%99%a8%e7%9a%84%e6%96%b9%e6%a1%86%e5%9b%be许多书籍都讲到了PRN的生成和特性，但这些基本指导已经赶不上其发展的步伐。合适的序列(或序列集)的生成或选择都不是简单地直接完成的。为保证有效的扩频通信，PRN序列必须考虑几条准则，如长度、自相关、互相关、正交性和比特均衡。比较常用的PRN序列是：Barker、M-Sequence、Gold和Hadamard–Walsh等。扩频通信链路使用的序列集越复杂其可靠性越高。但是，付出的代价是解扩操作所需的电子设备也会更复杂(包括速度和性能)。数字解扩芯片可以包含几百万个等效的2输入与非门，开关频率为几十兆赫兹。

扩频技术在CDMA中的应用

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